时变海面雷达目标散射现象学模型 9787118084658 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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许小剑 著

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• 海面雷达
• 目标散射
• 散射现象学
• 时变海面
• 雷达目标
• 海洋遥感
• 电磁散射
• 模型
• 信号处理
• 海洋环境

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118084658

商品编码：29686603034

包装：平装

出版时间：2013-01-01

基本信息

书名:时变海面雷达目标散射现象学模型

定价：188.00元

售价：127.8元,便宜60.2元,折扣67

作者:许小剑

出版社：国防工业出版社

出版日期：2013-01-01

ISBN：9787118084658

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.822kg

编辑推荐

内容提要

　　《时变海面雷达目标散射现象学模型》汇集了作者近年来在时变海面舰船目标宽带雷达散射特性建模领域基础理论与仿真应用的研究成果。
　　《时变海面雷达目标散射现象学模型》利用4大部分、12章的篇幅对时变海面舰船目标雷达散射现象及其建模与仿真做了较全面的论述。其中，部分由～3章组成，介绍时变海面电磁散射建模的基本理论和方法，分别对海谱模型、时变粗糙海而生成方法和粗糙海面的电磁散射计算技术进行了讨论。第2部分由第4～7章构成，主要研究时变海面的后向散射调制特性及其统计模型．讨论了时变海面的多普勒谱特性、后向散射信号调制机理、海杂波统计模型、以及空一时相关海杂波的统计建模与仿真技术。第8～9两章构成本书的第3部分，讨论时变海面舰船目标的雷达散射建模、仿真与散射机理分析，重点研究了海面舰船目标的水动力运动特性模型和多径散射模型。第4部分由0～12章构成，阐述时变海面与目标的高分辨率雷达成像特性建模、散射现象分析及其在目标探测识别中的应用，包括海面目标的一维高分辨率距离像、二维合成孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达（ISAR）成像以及宽带单脉冲三维成像等。
　　《时变海面雷达目标散射现象学模型》可供海洋遥感、空间对地高分辨率观测、雷达现象学、目标与环境特性技术、雷达和武器系统仿真等技术领域的研究人员和工程技术人员参考，也可作为相关高校教师和研究生的教学与研究参考书。

目录

章 海谱模型
第2章 时变粗糙海面生成方法
第3章 粗糙海面的电磁散射计算
第4章 时变海面后向散射多普勒谱特性
第5章 时变海面后向散射信号调制机理
第6章 海杂波统计模型
第7章 空-时相关海杂波统计建模与仿真技术
第8章 时变海面船目标运动特性模型
第9章 时变海面运动目标多径散射模型
0章 基于目标复HRRP的统计建模与探测识别方法
1章 海面运动舰船目标的SAR成像模型
2章 海面目标宽带单脉冲三维成像模型
参考文献

作者介绍

　　许小剑，1963年生，江西万安人。1983年获合肥工业大学工学学士学位。1986年获航天部二院工学硕士学位，1994年英国帝国理工高级访问学者，2002年获美布拉斯加大学博士学位。1986年起在航天二院207所从事科研和管理工作。先后任研究员、室主任、副所长和所长；1999年至2002年在美布拉斯加大学环境遥感实验室研修并获博士学位；2003年到北京航空航天大学电子信息工程学院任职。现为信号与信息处理学科责任教授。主要研究领域包括遥感特征建模、分析与处理、雷达成像与目标识别、智能化信息处理等。获国家科技进步二等奖1项、部级科技进步一等奖2项、二等奖4项，1995年获特殊津贴，1998年被评为航天总公司有突出贡献专家。发表学术论文200余篇，其中SCI和EI检索论文约150篇，合作出版专著与教材4部。李晓飞，1983年生。河南南阳人。2005年7月获北京航空航天大学工学学士学位，2011年1月获北京航空航天大学工学博士学位，现就职于航天科工集团第二研究院。主要研究方向包括海面电磁散射特性计算、海杂波建模、雷达目标特征提取与识别等。发表SCl、EI检索论文多篇。刁桂杰，1982年生，河北沧州人。2005年和2008年分别获燕山大学电子信息工程专业工学学士学位和信号与信息处理专业工学硕士学位。现就读于北京航空航天大学，攻读信号与信息处理专业博士学位，主要研究方向为SAR回波信号建模、高分辨率雷达成像等。姜丹，1981年生，河北保定人。2004年获河北工业大学信息工程学院电子信息工程专业工学学士学位，2007年获天津大学电子信息工程学院信号与信息处理专业硕士学位，2011年1月获北京航空航天大学电子信息工程学院信号与信息处理专业博士学位。现为国家知识产权局局审查协作北京中心审查员。主要研究领域包括雷达信号处理、电磁散射建模等，在外发表学术论文8篇。

文摘

序言

海面雷达散射的物理机制与回波特性研究 本书深入探讨了海面目标在雷达探测过程中的散射物理机制，并系统阐述了由此产生的雷达回波特性。海面作为雷达信号的重要反射界面，其复杂的散射行为对海洋目标（如舰船、浮标、搜救目标等）的探测、识别与跟踪至关重要。理解和建模这些散射现象，是提升海洋监视与安全能力的基础。 第一章 引言 研究背景与意义： 随着海洋活动日益频繁，对海洋环境的监测和管理需求不断增加。雷达作为一种全天候、远距离的探测手段，在海洋目标探测中扮演着核心角色。然而，海面自身的复杂性，以及海面目标与海面的相互作用，使得雷达回波信号的分析变得尤为复杂。海面雷达散射模型的建立，能够更好地理解雷达信号在传播和反射过程中的行为，从而优化雷达系统设计、改善目标探测性能、提高目标识别的精度。 国内外研究现状： 简要回顾国内外在海面雷达散射建模、海浪对雷达回波影响、以及海面目标散射特性等方面的研究进展。重点梳理现有模型在处理复杂海况、目标尺度变化、以及多物理效应耦合方面的优势与不足。 本书内容概述： 介绍本书各章节的主要研究内容，包括海面电磁散射的基本理论、不同尺度海面散射模型的构建、海浪对雷达散射的影响机制、以及典型海面目标散射特性的分析方法。 研究方法与技术路线： 说明本书的研究方法，可能包括理论推导、数值仿真、以及与实验数据的对比分析等。 第二章 海面电磁散射基础理论 麦克斯韦方程组与电磁波传播： 回顾麦克斯韦方程组，介绍电磁波在介质中传播的基本规律，包括传播速度、介电常数、磁导率等关键参数。 海水的电磁特性： 详细分析海水作为电磁散射介质的特性，包括其复介电常数与频率、温度、盐度和频率的关系。重点阐述海水电磁特性在雷达探测中的影响。 散射理论概述： 介绍电磁散射的基本概念，如散射截面积、雷达截面积（RCS）、散射场、远场与近场等。 主要散射理论模型： 几何光学法 (GO)： 介绍几何光学法在处理大尺度粗糙表面散射时的基本思想和适用条件，推导其散射截面积公式。 物理光学法 (PO)： 介绍物理光学法，阐述其将表面曲率近似为局部平面的思想，并推导其散射方程。PO方法对GO方法进行了修正，能处理一定的曲率变化。 微扰法 (PM)： 介绍微扰法，分析其适用于小尺度粗糙表面，并将粗糙表面的散射分解为光滑表面散射和粗糙表面附加散射的思想。 小斜率近似 (SSA)： 介绍小斜率近似，阐述其结合了几何光学法和微扰法的优点，能同时处理不同尺度的粗糙度，是当前海面散射建模中广泛使用的一种方法。 严格耦合波方法 (RCS)： 提及严格耦合波方法，作为一种精确求解粗糙表面散射的理论，虽然计算量大，但为其他近似方法的验证提供了基准。 第三章 海面粗糙度模型与散射特性 海面统计特性： 描述海面作为粗糙表面时，其统计学特性，包括表面高度的概率密度函数（PDF）、自相关函数（ACF）以及表面粗糙度参数（如均方根高度、相关长度）。 典型海面粗糙度谱模型： Phillips海浪谱： 介绍Phillips海浪谱，分析其在描述大尺度的、谱峰位于长波段的有限深度海浪时的适用性。 Pierson-Moskowitz (P-M) 海浪谱： 介绍P-M海浪谱，分析其在描述全深度水域、大风浪条件下的海面谱特性。 JONSWAP海浪谱： 详细介绍JONSWAP海浪谱，阐述其在考虑风速、风向、Fetch（风作用距离）等因素对海浪谱影响方面的优势，以及其谱峰因子、斜率因子等参数的物理意义。 其他海浪谱模型： 简要提及其他适用于特定海况的海浪谱模型，如Toba谱、Elfouhaily谱等。 基于海浪谱的海面电磁散射模型： 粗糙表面散射积分方程： 从微扰法或小斜率近似出发，推导基于海浪谱的散射积分方程，该方程将海面的统计特性（海浪谱）与电磁散射过程联系起来。 不同风况下的海面RCS特性： 分析在不同风速、风向和观测角度下，海面雷达散射截面积（RCS）的变化规律。重点关注海面RCS随风速的增加、以及仰角变化对海面回波强度的影响。 海面极化散射特性： 探讨海面在不同极化方式（如水平极化HH、垂直极化VV、交叉极化HV、VH）下的散射特性，分析不同极化组合对海浪谱和海面粗糙度的敏感性。 海面相干性与非相干性散射： 讨论海面散射的相干性与非相干性成分，以及它们对雷达回波的贡献。 第四章 海浪对雷达散射的影响机制 海浪对海面微观结构的影响： 阐述海浪并非简单的正弦波，而是具有复杂的统计分布，微观上的粗糙度（如浪花、泡沫）会显著改变海面的电磁散射特性。 海浪与雷达波的相互作用： 表面粗糙度效应： 分析海浪产生的表面粗糙度对雷达波的多次散射、相干散射以及非相干散射的影响。 海面运动效应： 考虑海面自身的运动（如海浪的起伏、移动）对雷达回波多普勒频率的影响，以及由此引起的相干性损失。 海浪中的泡沫和浪花： 探讨海浪运动中产生的泡沫和浪花对雷达散射的附加贡献，尤其是在高海况下的重要性。泡沫区具有更高的介电常数和更复杂的结构，会产生显著的散射。 海浪引起的雷达回波展宽与波动： 分析海浪运动如何导致雷达回波信号的展宽（多普勒谱展宽）和幅度波动，以及这些现象对目标探测和识别带来的挑战。 海浪与目标散射的耦合： 讨论当目标位于海面上方时，海浪不仅影响海面本身的散射，还会通过海面反射、海浪对目标产生的附加扰动等方式，影响目标的总散射特性。 第五章 典型海面目标的雷达散射特性 典型海面目标分类： 介绍海洋中常见的雷达探测目标，如各类舰船（军舰、渔船、游艇）、海上平台（石油钻井平台）、浮标、海盗船、搜救目标（救生筏、遇险人员）、以及海洋生物（鲸鱼、海豚，虽然通常不在雷达探测范围内，但作为区分依据可以提及）。 舰船雷达散射特性： 几何结构对RCS的影响： 分析舰船的尺寸、形状（船体、上层建筑、桅杆）、以及表面材料对雷达散射截面积（RCS）的影响。 不同视角的RCS变化： 讨论舰船RCS随方位角和俯仰角的变化规律，以及“高RCS航迹”的形成。 多普勒特性： 分析舰船自身运动（航速、航向）和船体振动产生的多普勒频移和展宽。 船体与海面的耦合散射： 考虑船体底部与海面的相互作用，特别是当船体浸没在水中部分时，会产生反射和绕射效应。 海上平台与浮标的RCS特性： 分析固定或半固定海上平台以及各类浮标的RCS特点，其形状相对规则，但可能存在复杂结构。 其他海面目标的RCS特性： 简要介绍搜救目标（如救生筏、遇险人员）等低RCS目标的探测难点。 海面背景对目标RCS的影响： 探讨在不同海况下，海面背景的杂波对目标RCS的淹没和干扰作用，以及海面粗糙度对目标回波稳定性的影响。 目标识别的RCS特征： 分析基于RCS随角度、极化、频率变化的特征，以及多普勒特征，用于区分不同类型的海面目标。 第六章 海面雷达散射模型的应用与挑战 雷达系统设计与优化： 说明海面雷达散射模型如何指导雷达系统的频率选择、天线设计、信号处理算法的开发，以应对海面杂波和目标探测的挑战。 目标探测与跟踪： 阐述模型在舰船探测、海上溢油监测、海盗船预警、搜救行动等方面的应用。 目标识别与分类： 介绍如何利用模型输出的RCS特征，结合机器学习等技术，实现对海面目标的自动化识别与分类。 海况评估与环境监测： 探讨利用雷达回波信息，反演海况参数（如海浪高度、风速），用于海洋环境监测。 现有模型的局限性与未来研究方向： 总结当前海面雷达散射模型的不足，例如： 对极端海况的建模不足： 在巨浪、风暴潮等极端天气下的适用性。 复杂海面结构的精细化建模： 对浪花、泡沫、海冰边缘等复杂结构的精确描述。 多物理效应的耦合： 如海浪、海流、大气湍流、目标运动等多种因素耦合作用下的综合建模。 电磁波传播损耗： 在长距离探测时，考虑大气吸收、海面衰减等传播损耗。 模型计算效率： 对于实时性要求高的应用，需要进一步提高模型的计算效率。 未来研究展望： 提出未来在海面雷达散射建模领域可能的研究方向，如基于人工智能的自适应建模、多传感器数据融合、以及高分辨率雷达成像技术在海面目标探测中的应用等。 结论 本书系统地梳理了海面雷达散射的物理机制，从基础的电磁理论到复杂的海浪统计模型，再到典型海面目标的散射特性分析。通过深入理解海面散射的复杂性，为雷达在海洋环境中的应用提供了坚实的理论基础和技术支撑。研究海面雷达散射现象，不仅有助于提升海洋监视与安全能力，也为海洋科学研究、海上搜救以及海洋资源开发等领域提供重要的技术支持。 参考文献 （此处应列出本书引用的相关学术文献、标准、研究报告等）

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，对我而言是一场智力上的马拉松。它绝非那种可以轻松翻阅、即时获得满足感的读物，它要求读者投入大量的时间去消化和思考。每当我合上书本，脑海中仍会回荡着书中的那些微分方程和积分变换。作者对散射截面随时间演化这一核心议题的处理方式，显示出深厚的功底。他似乎掌握了不同尺度下的物理效应，并巧妙地将它们统一到一个连贯的描述框架内。我特别欣赏书中对“非平稳性”特征的处理，这是很多传统模型容易忽略的环节。作者通过引入新的随机过程描述，极大地提升了模型对真实海面环境的逼真度。尽管某些章节的推导过程需要反复演算才能完全理解，但这恰恰体现了这本书的深度——它鼓励读者动手实践，而不是仅仅停留在表面的理解上。对于渴望在这一领域深耕的科研工作者来说，这本书无疑是一部里程碑式的参考资料，它提出的观点和方法论很可能成为未来研究的基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计得非常考究，封面采用了一种深邃的蓝色调，搭配烫金的字体，透露出一种专业和严谨的气息。光是拿到手里，就能感受到它厚重的分量，这让我对即将阅读的内容充满了期待。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，图表排版布局合理，即便是涉及复杂的数学公式和物理模型，也能保持良好的可读性。在内容上，作者的行文风格流畅且逻辑性极强，虽然主题听起来非常前沿和晦涩，但作者似乎非常擅长将复杂的概念进行层层剖析，循序渐进地引导读者进入这个专业领域。特别是前几章对基础理论的铺垫，扎实而不拖沓，为后续深入研究打下了坚实的基础。初读下来，最大的感受是作者在构建理论框架时的那种系统性和全局观，很少有书籍能把不同学科的知识点如此巧妙地融合在一起。这本书无疑是为该领域的专业人士或高年级学生量身定做的深度参考读物，它不仅仅是一本教材，更像是一部凝聚了多年研究心血的学术专著。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个偶然的机会下接触到这本书的，当时我正在为一个涉及复杂电磁散射的工程项目寻找突破口。坦白讲，最初我对书名中“时变海面”这几个字有些敬畏，担心其内容过于抽象，难以落地到实际应用中去。然而，随着阅读的深入，我发现作者在阐述理论的同时，非常注重其背后的物理意义和工程可解释性。书中对不同海况下散射截面的统计特性描述得尤为细致，各种模型参数的选取和适用条件也被交代得一清二楚，这对于我们进行实际的系统设计至关重要。特别值得称赞的是，作者在对比不同模型的优劣时，采用了非常客观和审慎的态度，没有盲目推崇某一种“万能”模型，而是清晰地指出了每种模型的局限性。这种严谨的学术态度，让我在做技术选型时，能够更加有底气地根据项目需求进行取舍。这本书的价值不仅仅在于知识的传递，更在于它教会了我如何以一种批判性的眼光去看待和应用这些复杂的数学工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和索引系统做得相当出色，这对于一本如此技术密集型的书籍来说，是极其重要的实用性指标。当我需要快速查阅某个特定的谱密度函数或者特定的模型参数定义时，都能在短时间内通过清晰的章节标题和详尽的页码索引定位。这种高效的检索体验极大地提升了我在实际工作中将书中理论应用于代码实现的效率。此外，书中配有的辅助材料，比如附录中对傅里叶变换的特定性质的总结，或者对某些复杂积分的近似解法，都体现了作者为读者着想的良苦用心。这些“边角料”信息，往往是初学者容易卡壳的地方，但作者将它们系统化地整理出来，确实为我们节省了大量的“踩坑”时间。总而言之，这是一部结构严谨、内容翔实、且兼顾了理论深度与工程实用性的著作，是海洋目标识别领域研究人员案头上不可或缺的工具书。

评分☆☆☆☆☆

从文献引用和参考文献的广度来看，这本书的作者显然做了大量的案头工作。书中引用的文献覆盖了从经典电磁学到现代海洋物理学的多个分支，体现了极强的交叉学科视野。我发现，这本书非常注重历史脉络的梳理，在引入新概念时，总能追溯到其理论的源头，这对于理解为什么某些特定的数学结构会被选择至关重要。例如，在讨论Bragg散射机制时，作者没有停留在二维平面波的理想化模型上，而是深入探讨了有限孔径、有限相干时间对散射波形的影响，这使得模型更贴近实际测量场景。这本书的语言风格介于严谨的教科书和富有洞察力的研究报告之间，既有数学的精确性，又不失对物理图像的生动描绘。读完此书，我感觉自己对“散射”这个基本物理现象的理解上升到了一个新的高度，不再仅仅是输入与输出的简单关系，而是理解了其内部复杂的时间动态结构。